СП 499.1325800.2021 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от карстово-суффозионных процессов. Правила проектирования

     6.3 Геотехнические противокарстовые мероприятия

6.3.1 Геотехнические противокарстовые мероприятия осуществляются путем преобразования свойств грунтового массива в активной зоне фундаментов или в грунтах покрывающей толщи. Геотехнические мероприятия выполняются несколькими способами (или их комбинацией):

- тампонаж карстовых полостей;

- инъекционное закрепление трещиноватых закарстованных пород;

- закрепление грунтов покрывающей толщи.

6.3.2 Геотехнические противокарстовые мероприятия предполагают ликвидацию существующих карстовых полостей, изменение физико-механических характеристик грунтов основания для исключения образования карстовых деформаций или их влияния на безопасность зданий и сооружений.

6.3.3 Геотехнические противокарстовые мероприятия разделяют на два типа:

- мероприятия, направленные на исключение условий образования, развития и проявления карста (тип 1).

- мероприятия, направленные на обеспечение прочности и устойчивости сооружения при возможном проявлении карстовых деформаций (тип 2).

6.3.4 Геотехнические мероприятия типа 1 предполагают закрепление (тампонаж) толщи карстующихся пород в результате заполнения тампонажными растворами пустот, каналов, трещиноватых зон и иных форм разуплотнения.

Геотехнические мероприятия типа 2 предполагают закрепление грунтов в толще над карстующимися породами, в основании сооружения, тампонирование поверхностных карстовых деформаций или сочетание указанных мероприятий.

6.3.5 В зависимости от конструктивного исполнения фундаментов, особенностей инженерно-геологических условий площадки строительства, предполагаемого характера развития карстовых процессов и т.д., цементация закарстованных пород (геотехнические мероприятия типа 1) и закрепление грунтов покровной толщи (геотехнические мероприятия типа 2) могут выполняться по площадной или локальной схемам.

Площадная схема предусматривает выполнение противокарстовых мероприятий в границах всего объекта или участка (а при необходимости - за его границами). Локальная схема предусматривает выполнение работ в границах отдельных участков или в отношении отдельных конструктивных элементов (например, цементация основания под пятой свай-стоек). При проектировании противокарстовых мероприятий по площадной схеме скважины рекомендуется располагать по сетке с регулярным шагом.

6.3.6 Тампонаж карстовых полостей и трещиноватой породы заключается в нагнетании под давлением через буровые скважины цементационного раствора, который после твердения придает массиву повышенную водонепроницаемость, что способствует прекращению или резкому замедлению процесса растворения, развития существующих или образования новых карстовых форм.

6.3.7 Закрепление грунтов покрывающей толщи и усиление грунтов в основании зданий и сооружений предполагает производство работ с применением следующих методов:

- инъекция растворов (химических или цементных на основе микроцемента) в режиме пропитки;

- инъекция цементных растворов в режиме гидроразрыва;

- струйная цементация.

6.3.8 Закрепление грунта инъекцией растворов предусматривает создание сплошного массива закрепленного грунта или формирование отдельных закрепленных элементов в теле грунтового массива. Проектирование и расчет закрепления грунта следует осуществлять с учетом СП 22.13330.2016 (разделы 6.9 и 6.10).

6.3.9 Для сооружений классов КС-2 и КС-3 геотехнические мероприятия по закреплению карстующихся пород и грунтов покрывающей толщи могут быть реализованы в соответствии с одним из следующих вариантов:

- тампонаж карстующейся и трещиноватой зоны до уровня кровли монолитной (незакарстованной) толщи в сочетании с полным или частичным закреплением грунтов покрывающей толщи (рисунок 6.4, а).

- тампонаж карстующейся и трещиноватой зоны до уровня кровли монолитной (незакарстованной) толщи (рисунок 6.4, б).

- закрепление грунтов покрывающей толщи непосредственно над карстующимися породами; толщину зоны закрепления при этом определяют расчетом (рисунок 6.4, в).

- закрепление толщи грунтов непосредственно под фундаментами здания или сооружения, толщину зоны закрепления при этом определяют расчетом (рисунок 6.4, г).

В условиях распространения труднорастворимых карбонатных пород объем геотехнических мероприятий допускается ограничить тампонажем крупных и малых карстовых полостей, не прибегая к заполнению системы мелких трещин.

6.3.10 Назначение объема геотехнических мероприятийследует проводить с учетом характера прогнозируемых карстовых деформаций, класса сооружения и срока его эксплуатации, конструктивных и технологических особенностей сооружения. Принятые противокарстовые мероприятия не должны приводить к активизации карстовых процессов на прилегающих территориях.

6.3.11 Высота зоны закрепления грунта должна назначаться расчетом из условия предельного равновесия сдвигаемого объема грунта над карстовой полостью. Для сооружений класса КС-2 расчет устойчивости закрепленного массива допускается выполнять с применением аналитических или численных методов. Для сооружений класса КС-3 изменение напряженно-деформированного состояния грунтового массива в результате образования карстовой полости необходимо определять численными методами.

6.3.12 В качестве расчетного критерия при определении высоты зоны закрепления грунта рекомендуется принимать расчетную высоту свода обрушения над карстовой полостью , вычисляемую как расстояние по вертикали от подошвы покрывающей толщи до верхней точки свода, в которой соблюдается условие предельного напряженного состояния (определяется численными методами расчета). Высота зоны закрепления грунтов считается достаточной, если высота свода обрушения не превышает высоты зоны закрепления с коэффициентом запаса, принимаемым равным 1,4 ().